DE670601C - Process for improving the magnetic properties of strips made of iron and nickel and optionally cobalt-based alloys - Google Patents

Process for improving the magnetic properties of strips made of iron and nickel and optionally cobalt-based alloys

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DE670601C
DE670601C DEA75544D DEA0075544D DE670601C DE 670601 C DE670601 C DE 670601C DE A75544 D DEA75544 D DE A75544D DE A0075544 D DEA0075544 D DE A0075544D DE 670601 C DE670601 C DE 670601C
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DEA75544D
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German (de)
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Dr Phil Otto Dahl
Dr-Phil Franz Pawlek
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/04General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering with simultaneous application of supersonic waves, magnetic or electric fields

Description

Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von Bändern aus Eisen und Nickel sowie gegebenenfalls Kobalt bestehenden Legierungen Zur Erzielung eines gleichmäßigen Anstiegs der Magnetisierung über einen großen Feldstärkenbereich Bowie einer fast völligen Sättigung bei niedrigen Feldstärken ist vorgeschlagen worden, in magnetischen Werkstoffen eine geordnete Fasertextur hervorzurufen, wie sie durch bestimmte an sich bekannte Walz- und Glühverfahren erzielt werden kann. So kann man z. B. magnetische Eisen-Nickel-Legierungen vor der Schlußglühung mit mehr als 9o°/0, vorzugsweise mehr als 95()/, Dickenverminderung kalt walzen und dann bei Temperaturen oberhalb der Rekristallisationsgrenze glühen. Durch diese Behandlung wird dabei eine geordnete Lage der Kristallite im Blech nach der Glühung erzielt, die sich außerordentlich günstig auf die magnetischen Eigenschaften auswirkt.Process for improving the magnetic properties of tapes Alloys consisting of iron and nickel and possibly cobalt to achieve a uniform increase in magnetization over a wide range of field strengths Bowie near total saturation at low field strengths is suggested have been used to create an ordered fiber texture in magnetic materials, such as it can be achieved by certain known rolling and annealing processes. So you can z. B. magnetic iron-nickel alloys before the final annealing with more than 90 ° / 0, preferably more than 95 () /, reduction in thickness, cold rolling and then anneal at temperatures above the recrystallization limit. Through this Treatment is an orderly layer of the crystallites in the sheet after annealing achieved, which has an extremely beneficial effect on the magnetic properties.

Gegenstand der Erfindung ist eine Weiterbildung dieser Verfahren. Sie besteht darin, daß die Legierungen während der Abkühlung nach der Schlußglühung dem Einfluß eines Magnetfeldes ausgesetzt werden, und zwar je nachdem, ob die Magnetisierungskurven in Abhängigkeit von der Feldstärke einen steileren oder einen flacheren Verlauf haben sollen, dem Einfluß eines Längsmagnetfeldes oder dem Einfluß eines Quermagnetfeldes. Unter längs und quer ist dabei die Walzrichtung bzw. die Richtung quer dazu verstanden. Der Einfluß eines solchen Magnetfeldes, das während der Abkühlung angewendet wird, ist nun zwar an sich bekannt. Es hat sich aber überraschenderweise ergeben, daß sich durch gleichzeitige Verwendung der Verfahren zur Erzielung einer geordneten Faserstruktur und der Magnetfeldabkühlung die Wirkung auf die gewünschten magnetischen Eigenschaften erheblich verstärkt und diese sich bis zu einer bisher nicht erreichten Vollkommenheit steigern lassen.The subject of the invention is a further development of this method. It consists in that the alloys during the cooling after the final annealing be exposed to the influence of a magnetic field, depending on whether the magnetization curves a steeper or a flatter course depending on the field strength should have the influence of a longitudinal magnetic field or the influence of a transverse magnetic field. In this context, longitudinal and transverse are understood to mean the rolling direction or the direction transverse thereto. The influence of such a magnetic field applied during cooling is now known per se. But it has surprisingly been found that by simultaneously using the procedures to achieve an orderly Fiber structure and the magnetic field cooling the effect on the desired magnetic Properties are significantly enhanced and these have not been achieved until now Let perfection increase.

In der Zeichnung sind Ergebnisse für drei verschiedene Legierungszusammensetzungen graphisch aufgetragen. Die mit a bezeichneten Kurven stellen jeweils die Ergebnisse von Proben dar, bei denen zur Erzielung einer geordneten Fasertextur ein Reckgrad von mehr als 9o°/,, Dickenverminderung vor der Schlußglühung angewendet worden ist, während die mit b bezeichneten Kurven die Ergebnisse von Proben darstellen, die einem geringeren Reckgrad ausgesetzt waren, wie er früher angewendet wurde. Die Ziffern x bis 3 geben an, ob bzw. was für einem Magnetfeld die Legierungsproben während der Abkühlung ausgesetzt worden sind, und zwar sind die Proben mit Index z ohne Anlegen eines Magnetfeldes, die Proben mit Index 2 unter Anlegen eines Längsfeldes und die Proben mit Index 3 unter Anlegen eines Querfeldes abgekühlt worden. Die Abb. z bezieht sich auf eine binäre Eisen-Nickel-Legierung mit 40 % Nickel und 6o0/0 Eisen. Die Abb. 2 bezieht sich auf eine binäre Eisen-Nickel-Legierung mit gleichen Teilen Eisen und Nickel. Die Abb.-3 bezieht sich auf eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung mit 45 °/o Nickel, 30 0/0 Eisen und ä5 % Kobalt. Die Legierungsproben sind im übrigen genau gleich bzw. gemeinsam hergestellt worden. Sie wurden sämtlich aus einem im Hochfrequenzofen aus technischen reinen Werkstoffen gewonnenen Gußblock durch Schmieden bzw. Heiß- oder Kaltwalzen mit Zwischenglühungen oberhalb der Rekristallisationstemperatur auf die Verwendungsdicke von 0,3 mm gebracht. Die Proben der Gruppe b erhielten dabei als letzten Reckgrad 8o0/" Dickenverminderung, also eine Dickenverminderung; wie sie bereits an der Grenze des normalen, fürderartige Legierungen gebräuchlichenWalzverfahrens liegt. Die Proben der Gruppe a wurden im Gegensatz dazu zur Erzielung einer gut ausgebildeten Faserstruktur einem letzten Kaltreckgrad von 98,5% Dickenverminderung unterworfen. Sämtliche Proben wurden anschließend einer Schlußglühung bei iioo ° während der Dauer von 2 Stunden im Wasserstoffstrom unterzogen, Der Einfluß der erfindungsgemäßen Maßnahme wirkt sich bei den verschiedenen Legierungen quantitativ verschieden stark aus. Es zeigt sich jedoch, daß sich durch gleichzeitige Verwendung eines hohen Reckgrades zur Erzielung einer geordneten Fasertextur und eines Längsmagnetfeldes bei der Abkühlung stets ein steilerer und über einen größeren Induktionsbereich geradlinigerVerlauf der Mägnetisierungskurve ergibt: Andererseits ergibt sich bei gleichzeitiger Anwendung eines hohen Reckgrades und eines Quermagnetfeldes bei der Abkühlung ein Verlauf der Magnetisierungskurve, der über einen außerordentlich großen Feldstärkenbereich geradlinig verläuft. Im einzelnen ist der Verlauf der Magnetisierungskurven bei der in Abb. 2 dargestellten Legierung, die aus gleichen Teilen Eisen und Nickel besteht, eiii steilerer als der der Magnetisierungskurven der Legierung nach Abb. i, die aus q.00/0 Nickel und 6o0/0 Eisen besteht. Will man also z. B. aus gewissen Gründen einen linearen Verlauf der Magnetisierungskurve über einen möglichst großen Feldstärkenbereich, so wird man die Legierung nach Abb: i der Legierung nach Abb. 2 vorziehen. Dieser Fall wird stets dann gegeben sein, wenn man die Feldstärke nicht durch Wahl einer geringen Windungszahl einer Spule beliebig herabsetzen kann. Besteht jedoch diese Möglichkeit, so daß es bei der Dimensionierung einer Spule lediglich auf die Induktion ankommt, so wird man die Legierung nach Abb. 2- derjenigen. nach Abb. i vorziehen, da sich mit dieser derselbe Effekt bei geringerem Materialaufwand erzielen läßt: Die Abb. 3 zeigt, daß die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung nicht auf binäre Eisen-h?ickel-Legierungen beschränkt ist, sondern auch bei den als Perminvare bekannten Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen mit Erfolg angewendet werden kann. Die Verbesserung des steilen Anstiegs durch gleichzeitige Anwendung eines hohen Reckgrades und eines Längsmagnetfeldes bei der Abkühlung ist zwar hier gegenüber der Anwendung des Längsmagnetfeldes nicht mehr so erheblich wie bei den binären Eisen-Nickel-Legierungen, da durch Anwendung eines Magnetfeldes allein bereits eine sehr steile Kurve erzielt werden kann. Dagegen ist die Verbesserung des linearen Anstiegs über einen großen Feldstärkenbereich durch gleichzeitige Anwendung eines hohen Reckgrades und eines Quermagnetfeldes hier außerordentlich groß, und zwar zeigt die Abb. 3, daß der gleichmäßige Anstieg praktisch bereits beim Ausgangspunkt beginnt und bis zur Sättigung verläuft. Die Hystereseschleife kehrt, wie aus der geringen Remanenz von iooo Gauß hervorgeht, fast ebenso linear zurück, wie sie ansteigt. Eine solche Legierung ist für die Fernmeldetechnik, beispielsweise für Krarupleitungen, aber auch für Übertrager von größtem Wert, da ein aus ihr gebildeter magnetischer Körper praktisch oberwellenfrei arbeitet. Man. wird daher eine so behandelte und so zusammengesetzte Legierung in erster Linie stets dann verwenden, wenn es sich um Schaltungen handelt, bei denen Oberwellen auch schon geringer Amplitude sich störend auswirken. Solche Anwendungsgebiete sind z. B. stets dann vorhanden, wenn mehrere Signalübertragungen unter Verwendung verschiedener Trägerfrequenzen überein und dieselbe Leitung geschickt werden, da in diesem Falle die Oberwellen des einen Kanals in den Übertragungsbereich des anderen Kanals fallen und so eine gegenseitige Störung der beiden Kanäle zur Folge haben können.Results for three different alloy compositions are plotted in the drawing. The curves marked with a represent the results of samples in which a degree of stretching of more than 90 ° / ,, thickness reduction was applied before the final annealing in order to achieve an ordered fiber texture, while the curves marked with b represent the results of samples. which were exposed to a lower degree of stretching, as was previously used. The digits x to 3 indicate whether or what kind of magnetic field the alloy samples were exposed to during cooling, namely the samples with index z without application of a magnetic field, the samples with index 2 with application of a longitudinal field and the samples with Index 3 has been cooled by applying a cross field. Fig. Z refers to a binary iron-nickel alloy with 40% nickel and 6o0 / 0 iron. Fig. 2 refers to a binary iron-nickel alloy with equal parts iron and nickel. Fig. 3 relates to an iron-nickel-cobalt alloy with 45% nickel, 30% iron and 5% cobalt. The alloy samples were otherwise produced in exactly the same way or together. They were all made from a cast block obtained in a high-frequency furnace from technically pure materials by forging or hot or cold rolling with intermediate annealing above the recrystallization temperature to the use thickness of 0.3 mm. The samples in group b received a final degree of stretching of 8o0 / "thickness reduction, that is, a reduction in thickness; this is already at the limit of the normal rolling process used for such alloys All samples were then subjected to a final annealing at 100 ° for 2 hours in a hydrogen stream The simultaneous use of a high degree of stretching to achieve an ordered fiber texture and a longitudinal magnetic field during cooling always results in a steeper and more straight-line course of the magnetization curve over a larger induction range n degree of stretching and a transverse magnetic field during cooling, a course of the magnetization curve which runs in a straight line over an extraordinarily large field strength range. In detail, the course of the magnetization curves in the alloy shown in Fig. 2, which consists of equal parts iron and nickel, is eiii steeper than that of the magnetization curves of the alloy according to Fig. I, which consists of q.00 / 0 nickel and 600/0 Iron is made. So if you want z. B. For certain reasons a linear course of the magnetization curve over the largest possible field strength range, the alloy according to Fig. 1 will be preferred to the alloy according to Fig. 2. This case will always be the case if the field strength cannot be reduced at will by choosing a small number of turns in a coil. However, if there is this possibility, so that when dimensioning a coil only the induction is important, then the alloy according to Fig. 2- will be the one. as shown in Fig. i, since the same effect can be achieved with less material expenditure: Fig. 3 shows that the application of the method according to the invention is not limited to binary iron-hickel alloys, but also to those as Perminvare known iron-nickel-cobalt alloys can be used with success. The improvement of the steep rise through the simultaneous application of a high degree of stretching and a longitudinal magnetic field during cooling is indeed no longer as significant here compared to the application of the longitudinal magnetic field as in the case of the binary iron-nickel alloys, since the application of a magnetic field alone results in a very steep curve can be achieved. On the other hand, the improvement of the linear increase over a large field strength range through the simultaneous application of a high degree of stretching and a transverse magnetic field is extraordinarily large here, namely Fig. 3 shows that the steady increase practically begins at the starting point and continues to saturation. As can be seen from the low remanence of 100 Gauss, the hysteresis loop returns almost as linearly as it increases. Such an alloy is of great value for telecommunications technology, for example for Krarup lines, but also for transformers, since a magnetic body formed from it works practically without harmonic waves. Man. Therefore, an alloy treated and composed in this way will always be used primarily when it is a question of circuits in which harmonics, even of low amplitudes, have a disruptive effect. Such areas of application are e.g. B. always present when several signal transmissions using different carrier frequencies match and the same line are sent, since in this case the harmonics of one channel fall into the transmission range of the other channel and can thus result in mutual interference between the two channels.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist im übrigen nicht etwa auf die gewählten Legierungsbeispiele beschränkt. Die ganz verschiedene Zusammensetzung der Legierungen nach Abb. i und 2 einerseits und nach Abb. 3 andererseits zeigt vielmehr besonders deutlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei fast allen ferromagnetischen Werkstoffen eine erhebliche Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften zuläßt. Welche der bekannten Legierungen für die bestimmten Verwendungszwecke in jedem einzelnen Fälle gewählt wird, kann dabei von Fall zu Fall durch einen einfach durchzuführenden Versuch festgestellt werden. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren bei allen den Legierungen, bei denen sich an sich schon durch Anwendung der bekannten Glühbehandlungen, d. h. in erster Linie durch Anwendung einer langsamen Abkühlung, ein geradliniger Verlauf der Magnetisierungskurve über einen bestimmten Feldstärkenbereich erzielen läßt. Diese Legierungen sind einerseits die binären Eisen-Nickel-Legierungen mit oder ohne Zusätzen dritter Stoffe in kleineren Mengen (bis etwa io °/o) und andererseits die Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen, wie sie von Elmen angegeben worden sind.The application of the inventive concept is not about to the rest the selected alloy examples are limited. The very different composition the alloys according to fig. i and 2 on the one hand and according to fig. 3 on the other hand rather, it is particularly clear that the method according to the invention is used in almost all ferromagnetic Material allows a considerable influence on the magnetic properties. Which of the known alloys for the specific uses in each one Cases selected can be carried out on a case-by-case basis by a simple one Attempt to be determined. The process is particularly advantageous for all of them the Alloys in which, by applying the known annealing treatments, d. H. primarily by applying a slow cool down, a straight one Achieve the course of the magnetization curve over a certain field strength range leaves. These alloys are on the one hand the binary iron-nickel alloys with or without the addition of third substances in smaller quantities (up to about 10%) and on the other hand the iron-nickel-cobalt alloys as indicated by Elmen.

Claims (1)

PATENT ANSPRUCII: Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von Bändern aus Eisen und Nickel sowie gegebenenfalls Kobalt enthaltenden Legierungen, in welchen durch geeignete Walz- und Glühverfahren eine geordnete Faserstruktur hervorgerufen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder während der Abkühlung nach dem letzten Glühen dem Einfluß eines Magnetfeldes ausgesetzt werden, welches längs oder quer zur Walzrichtung gerichtet ist.PATENT ANSPRUCII: Process for improving the magnetic properties of strips made of iron and nickel and possibly alloys containing cobalt, in which an ordered fiber structure is created by suitable rolling and annealing processes was caused, characterized in that the bands during cooling exposed to the influence of a magnetic field after the last glow, which is directed longitudinally or transversely to the rolling direction.
DEA75544D 1935-03-12 1935-03-12 Process for improving the magnetic properties of strips made of iron and nickel and optionally cobalt-based alloys Expired DE670601C (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE743077C (en) * 1939-11-29 1944-04-25 Krupp Ag Material for objects with high initial and maximum permeability
DE750751C (en) * 1940-11-01 1953-05-18 Siemens & Halske A G Process for improving the magnetizability of iron-cobalt alloys
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DE1226128B (en) * 1955-05-03 1966-10-06 Walzwerk Neviges G M B H Method and device for the heat treatment of metal sheets, in particular electrical sheets, in a magnetic field

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